CN205323983U - 静电空气净化器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种静电空气净化器(100)，该静电空气净化器(100)包括高压保护装置(104)，用于防止静电空气净化器(100)因异物或者水进入而短路，高压保护装置(104)包括：检测单元(205)，其检测是否有异物或者水进入静电空气净化器(100)；供电切换单元(203)，其能够选择性接通或断开高压电路(102)与直流电源(103)的连接；处理单元(204)，其根据检测单元(205)的检测结果，控制供电切换单元(203)接通或断开高压电路(102)与直流电源(103)的连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及静电空气净化器。
背景技术
随着工业的发展和环境的破坏，空气质量越来越差，已经对人们的生活和健康造成了很大的影响。空气净化器的出现，在一定程度上解决了这个问题。根据工作原理，空气净化器可以分为机械滤网式、静电驻极滤网式、高压静电式、负离子式和等离子体式等。
对于高压静电式空气净化器，由于包含了高压电路，所以在使用中会存在高压短路的问题。高压短路的原因一般是水或者其他导电流体进入空气净化器，或者其他导电异物不慎掉落到空气净化器中。
一旦出现高压短路的现象，一方面空气净化器会受损，另一方面会产生强烈的EMI，对净化器周围的电子设备产生损坏，甚至有可能造成触电事故。因此有必要对空气净化器进行保护，防止水或者异物接触高压电路而造成高压短路。
现有的高压保护装置主要有三种：1)在净化器外部容易积水或敏感的地方设置开关电路，一旦有水进入，开关就会短路，向净化器内部的CPU发送信号，关掉净化器；2)对高压电路灌防水胶或对高压电路刷三防漆；3)使用防水结构，使雨水或异物不能掉到净化器内部。
第一种保护装置仅能防水，如果有其他导电异物进入净化器，则无法进行保护。
第二种保护装置只能为电路板提供防水功能，然而，高压静电集尘式空气净化器的高压部分必须裸露在空气中才能对空气进行净化，所以这种保护装置不适用于空气净化器。
第三种保护装置同样不适用于空气净化器，因为从结构上进行防水防异物导致空气净化器无法正常工作。
因此，目前的高压保护装置都属于被动式防护，并不适用于高压静电集尘式空气净化器。为了防止空气净化器中的高压设备发生高压短路，需要提供一种能够防水防异物并且保证净化器正常工作的主动式高压保护装置。
实用新型内容
鉴于上述问题，本实用新型提供了一种静电空气净化器，其能够进行雨水检测和高压打火防护。
本实用新型的静电空气净化器包括：荷电腔室，其具有用于流入空气的进气口；荷电模块，其设置在所述荷电腔室内，用于使空气中固体颗粒物带电；除尘腔室，其与所述荷电腔室连通，在所述除尘腔室内设置有除尘模块；为所述除尘模块提供高压的高压电路；以及为所述高压电路供电的直流电源，其特征在于，所述静电空气净化器还包括高压保护装置，用于防止所述静电空气净化器因异物或者水进入而短路，所述高压保护装置包括：检测单元，其检测是否有异物或者水进入所述静电空气净化器；供电切换单元，其能够选择性接通或断开所述高压电路与所述直流电源的连接；处理单元，其根据所述检测单元的检测结果，控制所述供电切换单元接通或断开所述高压电路与所述直流电源的连接。
优选地，所述检测单元包括第一检测电路和第二检测电路，所述第一检测电路检测所述直流电源的电压，根据该电压是否稳定判断是否有异物落入所述静电空气净化器中，所述第二检测电路检测是否有水进入所述静电空气净化器中。
优选地，所述静电空气净化器还包括用于使空气流过所述静电空气净化器的风扇，所述风扇由外部交流电源供电。
优选地，当所述第一检测电路判定有异物落入所述静电空气净化器中时，所述供电切换单元在所述处理单元的控制下断开所述高压电路与所述直流电源的连接，并且断开对所述风扇的供电，经过设定时间后，所述供电切换单元尝试接通所述高压电路与所述直流电源的连接和接通对所述风扇的供电。
优选地，如果所述尝试之后经过所述的设定时间，所述第一检测电路(201)没有检测到所述直流电源(103)的电压不稳，则处理单元判定故障解除；如果再次检测到所述直流电源的电压不稳，则所述供电切换单元在所述处理单元的控制下断开所述高压电路与所述直流电源的连接，并且断开对所述风扇的供电，经过所述的设定时间后，所述供电切换单元再次进行所述尝试。
优选地，当所述第二检测电路检测到有水进入所述静电空气净化器中时，所述供电切换单元在所述处理单元的控制下断开所述高压电路与所述直流电源的连接，并且断开对所述风扇的供电，然后，当所述第二检测电路检测到所述静电空气净化器中没有水时，所述供电切换单元接通对所述风扇的供电，并在经过所述的设定时间后，尝试接通所述高压电路与所述直流电源的连接。
优选地，如果所述尝试之后经过所述的设定时间，所述第一检测电路没有检测到所述直流电源的电压不稳，则处理单元判定故障解除；如果再次检测到所述直流电源的电压不稳，则所述供电切换单元在所述处理单元的控制下断开所述高压电路与所述直流电源的连接，保留对所述风扇的供电，经过所述的设定时间后，所述供电切换单元再次进行所述尝试。
优选地，所述静电空气净化器还包括报警单元，如果再次进行所述尝试失败，则所述供电切换单元在所述处理单元的控制下断开所述高压电路与所述直流电源的连接，并且断开对所述风扇的供电，并且所述处理单元控制所述报警单元进行报警。
优选地，所述第一检测电路包括继电器，所述继电器由所述直流电源供电，当所述直流电源的电压不稳时，所述继电器闭合。
优选地，所述第二检测电路包括雨水感应开关，所述雨水感应开关包括距离很近的高电平触点和低电平触点，当雨水落在所述高电平触点和所述低电平触点之间时，所述低电平触点的电平变为高电平，表明所述静电空气净化器中有水。
本实用新型提供的静电空气净化器具有高压电路的保护装置，可以有效应对内部进入导电异物和水的情况。
附图说明
附图与文字描述一起用来对本实用新型的实施方式作进一步的说明。其中：
图1是本实用新型的静电空气净化器的立体结构示意图；
图2是本实用新型的静电空气净化器的剖视图；
图3示出了包括本实用新型高压保护装置的空气净化器示意图；
图4示出了本实用新型的检测单元的示意图；
图5示出了本实用新型的第一检测电路的示意图；
图6A示出了本实用新型的第二检测电路的示意图；
图6B示出了雨水检测开关的示意图；
图7示出了本实用新型的高压保护装置用于异物检测的工作逻辑示意图；
图8示出了本实用新型的高压保护装置用于雨水检测的工作逻辑示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型提供的静电空气净化器的两种安全防护措施进行详细描述。在这些附图中，对于相同或者相当的构成要素，标注相同标号。以下仅为本实用新型的静电空气净化器的两种安全防护措施的最佳实施方式，本实用新型并不仅限于下述结构。
图1是本实用新型实施方式的静电空气净化器的立体结构示意图。图2是本实用新型实施方式的静电空气净化器的剖视图。下面结合图1和图2来说明本实用新型的静电空气净化器100。
如图1和图2所示，本实施方式的静电空气净化器100包括自下而上依次设置的荷电腔室10和除尘腔室20，荷电腔室10和除尘腔室20连通。在荷电腔室10的侧壁上设置有进气口50，在除尘腔室20的顶部设置有出气口60，并在出气口60处安装有轴流风机。如图2中箭头所示，在轴流风机驱动下，空气从进气口50流入荷电腔室10内，在荷电腔室10内空气中的固体颗粒物带电，然后向上流动进入除尘腔室20内，在除尘腔室20内空气中带电的固体颗粒物在电场作用下吸附在除尘模块200中的集尘单元(未示出)上，净化后的空气向上流动从出气口60流出。
在本实施方式中，可选地，如图1所示，在荷电腔室10的侧壁上设置多个进气口50，空气通过进气口50进入荷电腔室10内。在荷电腔室10内设置有荷电模块，当空气从进气口50进入荷电腔室10时，空气中的固体颗粒物或粉尘在荷电模块作用下带负电荷。具体地，荷电模块接负高压，在负高压作用下，空气分子因电离所产生的自由电子大部分被氧气获得，产生了大量的负氧离子，负氧离子与空气中的颗粒物结合形成了带负电的颗粒物，并产生了少量的臭氧。
本实施方式提供的静电空气净化器100的动作过程如下：
首先启动本实用新型的静电空气净化器100，此时静电空气净化器100的轴流风机、荷电模块、除尘模块均通电。空气在轴流风机作用下，依次通过静电空气净化器100的各个模块。具体地，首先，空气从荷电腔室10侧面的进气口50进入荷电腔室10内。然后在荷电腔室10内在荷电模块作用下，空气中的固体颗粒物与带负电的粒子结合被荷电。这些荷电的固体颗粒物随空气向上流动进入除尘腔室20内，在除尘腔室20内向上流动。空气中带负电的固体颗粒物在电场作用下吸附在除尘模块200中的集尘单元上，实现了空气净化，净化后的空气向上流动从出气口60排出。
下面结合附图详细说明本实用新型的实施方式。
图3示出了包括本实用新型的高压保护装置的空气净化器。如图3所示，静电空气净化器100包括：用于对空气进行除尘的除尘模块200；为除尘模块200提供高压的高压电路102；以及为高压电路102供电的直流电源103。静电空气净化器100还包括高压保护装置104，用于防止静电空气净化器100因异物或者水进入而短路。
高压保护装置104包括：检测单元205，其检测是否有异物或者水进入静电空气净化器100；供电切换单元203，其位于高压电路102与直流电源103之间，能够选择性接通或断开高压电路102与直流电源103的连接；处理单元204，其根据检测单元205的检测结果，控制供电切换单元203接通或断开高压电路102与直流电源103的连接。
高压电路102的短路很难直接检测，还会产生很强的EMI和传导干扰，又很难从其他声光等物理现象做出高压短路的判断。
因此，本实用新型采用了短路检测电路作为第一检测电路，检测为高压电路102供电的直流电源103的电压的方法来检测高压电路102是否发生了短路，例如，由于异物落入空气净化器100中而导致高压电路102打火。
另一方面，本实用新型还采用了雨水检测电路作为第二检测电路，检测是否有水进入空气净化器100，以防止发生高压电路102的短路。
参照图4，本实用新型的检测单元205包括第一检测电路201和第二检测电路202。第一检测电路201用于检测是否有导电异物落入空气净化器100中。第二检测电路202用于检测是否有水或其他导电液体落入空气净化器100中。下面参照图5和图6说明本实用新型的第一检测电路201和第二检测电路202。
图5示出了本实用新型的第一检测电路201的示意图。
在使用中，如果有导电异物落入空气净化器100中，则高压电路102可能出现短路，造成设备损坏或者人身损害。本实用新型的高压保护装置可以检测到这种导电异物的进入，从而避免上述问题。
在图5中，第一检测电路201包括继电器2011、光耦合器2012和处理单元2013。光耦合器2012用于隔离电信号中的干扰。
众所周知，高压静电式空气净化器采用了6kV以上的高压，本身较难测量，并且高压短路时会产生强大的EMI和传导干扰，故常规电路或元件无法对其进行检测。
因此，通过测量高压电路102的直流电源103是否正常这种间接测量的方式来确定高压电路102是否短路。如果高压电路102短路，其直流电源103的电压就会不稳，所以将高压电路102的直流电源103的供电信号提供给继电器2011。当高压电路102短路后，其供电电压不稳，当供电电压低于继电器的动作电压时，继电器2011就会闭合。
例如，当高压短路时，其供电端12V的电压就会下降，当下降到继电器2011闭合的电压以下时(例如5V)，继电器2011就会闭合。
一旦继电器2011闭合，就会向光耦合器2012发送信号。光耦合器2012在接收到信号后就会向处理单元204发送继电器2011已经闭合的信号，从而处理单元2013判定高压电路102发生了短路。随后，处理单元204向供电切换单元203发送指令，命令供电切换单元203断开直流电源103对高压电路102的供电。
以上就继电器2011常开，而用闭合来表示供电电压不稳的情况进行了说明。然而，继电器2011也可以是常闭状态，用打开来表示供电电压不稳的情况。
图5的第一检测电路201能够准确地检测到异物进入空气净化器100中可能或已经造成高压电路102的短路。作为响应，处理单元204会控制供电切换单元203执行相应的动作，稍后会参照图7进行更加详细的说明。
图6A示出了本实用新型的第二检测电路202的示意图。图6B示出了雨水检测开关的示意图。
空气净化器100无论在室内使用还是在室外使用，都面临防水的问题。一旦有水进入空气净化器100中，就有可能对其中的高压电路102产生影响。因此，有必要检测空气净化器100中是否有水进入。
本实用新型的高压保护装置104可以检测到这种导电异物的进入，从而避免上述问题。
在图6中，第二检测电路202包括雨水感应开关2021、光耦合器2022和处理单元204。光耦合器2022用于隔离电信号中的干扰。
雨水感应开关2021是置于静电空气净化器100的出气口60最中心的一块电路板。
参见图6B，该电路板上布满间隙很小的两条铜线，其中一条为高电平触点，另一条为低电平触点。下雨时，出气口60最先接触到雨水，当雨水落在雨水感应开关2021上时，会将高电平触点和低电平触点连接起来。由于雨水可以导电，所以低电平触点被拉高变成高电平，由此产生电压变化，该电压变化可以作为表示有水进入的信号。
雨水感应开关2021向光耦合器2022发送表示有水的信号。光耦合器2022在接收到该信号后会向处理单元204发送雨水感应开关2021已经检测到水的信号。
需要注意，虽然此处使用了措辞“雨水”，但是这仅仅是例示了室外空气净化器的情况，如果在室内使用，检测的就不是雨水，而是其他来源的水。因此，这里的“雨水检测器”应当广义理解为水检测器。进一步，水检测器还包括检测所有导电流体的检测器。
与图5相同，光耦合器2022用于隔离电信号中的干扰。
图6A的第二检测电路202能够准确地检测到有水进入空气净化器100中。作为响应，处理单元204会控制供电切换单元203执行相应的动作，稍后会参照图8进行更加详细的说明。
在图5和图6A中，第一检测电路201和第二检测电路202都利用了净化器100的处理单元204。应该理解，也可以为第一检测电路201和第二检测电路202分别设置单独的处理单元。
另外，图5和图6A中示出了第一检测电路201和第二检测电路202均包括光耦合器。应当理解，为了节省空间和成本，第一检测电路201和第二检测电路202可以共享一个光耦合器。下面参照图7和图8详细说明本实用新型的高压保护装置的功能。
图7示出了本实用新型的高压保护装置104用于异物检测的工作逻辑示意图。
一般而言，静电空气净化器100还包括用于使空气流过静电空气净化器100的风扇，例如图1和图2中的轴流风机。风扇可以由外部交流电源直接供电。在这种情况下，需要对高压电路102和风扇分别进行控制，以实现在出现故障的情况下，风扇也停止工作，节省电能，而在需要加速风干水分的情况下接通风扇的供电。
如图7所示，当继电器2011检测到高压电路102短路，例如，高压电路打火时(700)，供电切换单元203在处理单元204的控制下断开高压电路102和风扇的供电(701)。经过设定的时间后(702)，例如20-30分钟，供电切换单元203接通高压电路102和风扇的供电(703)。
在供电切换单元203接通高压电路102和风扇的供电后，继电器2011再次检测直流电源103的电压，判断在设定的时间内高压电路102是否短路(704)。如果在设定的时间内没有发生短路，则判定故障解除(705)，空气净化器100继续正常工作。
如果再次检测到高压电路102短路，处理单元204会再次重复上述操作(706-709)。在重复了预定次数，例如三次后，判定有无法解除的故障，供电切换单元203在处理单元204的控制下断开高压电路102和风扇的供电(710)。处理单元204控制空气净化器100的报警单元(未示出)进行报警(711)，等待人工处理。这里，报警的形式可以为声音、光、振动及其任意组合。
图8示出了本实用新型的高压保护装置104用于雨水检测的工作逻辑示意图。
当雨水感应开关2021检测到空气净化器100中有水时(800)，供电切换单元203在处理单元204的控制下断开高压电路102和风扇的供电(801)。然后，当雨水感应开关2021检测不到空气净化器100中有水时(802)，供电切换单元203接通对风扇的供电(803)，利用风扇加速干燥剩余的水分。在经过设定的时间后(804)，再接通高压电路102的供电(805)。
在供电切换单元203接通高压电路102的供电后，继电器2011检测直流电源103的电压，由此判断在设定的时间内高压电路102是否短路(806)。如果在设定的时间内没有发生短路，则判定故障解除(807)，空气净化器100继续正常工作。
如果再次检测到高压电路102短路，则供电切换单元203在处理单元204的控制下断开高压电路102的供电(808)，而保持风扇的供电。再经过设定时间段后(809)，供电切换单元203在处理单元204的控制下接通高压电路102的供电(810)。
在供电切换单元203接通高压电路102的供电后，继电器2011再次检测直流电源103的电压，由此判断在设定的时间内高压电路102是否短路(811)。如果在设定的时间内没有发生短路，则判定故障解除(807)，空气净化器100继续正常工作。如果在设定的时间内发生了打火，则供电切换单元203在处理单元204的控制下断开高压电路102和风扇的供电(812)。处理单元204控制空气净化器100的报警单元(未示出)进行报警(813)，等待人工处理。这里，报警的形式可以为声音、光、振动及其任意组合。
根据图7和图8可知，本实用新型的高压保护装置104可以包括第一检测电路201和第二检测电路202，实现了防水和防异物的功能。
本实用新型可以应用在室外空气净化器上，以应对下雨和有异物进入的情形。如果没有防水和防异物的保护，一但遇到雨水和异物，空气净化器就会有不同程度的损坏。这就需要管理人员时时注意天气情况，时时去查看净化器有没有异物进入，这样的要求肯定是不现实的。本实用新型可以让空气净化器具备自我防护特质，从而使对大批量净化器的管理工作简单化。
以上结合具体实施方式对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。应理解的是，以上仅仅是出于例示的目的介绍了本实用新型的具体实施方式，并不是要限制本实用新型。凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种静电空气净化器(100)，包括：
荷电腔室(10)，其具有用于流入空气的进气口(50)；
荷电模块，其设置在所述荷电腔室(10)内，用于使空气中固体颗粒物带电；
除尘腔室(20)，其与所述荷电腔室(10)连通，在所述除尘腔室(20)内设置有除尘模块(200)；
为所述除尘模块(200)提供高压的高压电路(102)；以及
为所述高压电路(102)供电的直流电源(103)，
所述静电空气净化器(100)还包括高压保护装置(104)，用于防止所述静电空气净化器(100)因异物或者水进入而短路，所述高压保护装置(104)包括：
检测单元(205)，其检测是否有异物或者水进入所述静电空气净化器(100)；
供电切换单元(203)，其能够选择性接通或断开所述高压电路(102)与所述直流电源(103)的连接；
处理单元(204)，其根据所述检测单元(205)的检测结果，控制所述供电切换单元(203)接通或断开所述高压电路(102)与所述直流电源(103)的连接。
2.根据权利要求1所述的静电空气净化器(100)，其中，
所述检测单元(205)包括第一检测电路(201)和第二检测电路(202)，所述第一检测电路(201)检测所述直流电源(103)的电压，根据该电压是否稳定判断是否有异物落入所述静电空气净化器(100)中，所述第二检测电路(202)检测是否有水进入所述静电空气净化器(100)中。
3.根据权利要求2所述的静电空气净化器(100)，其中，
所述静电空气净化器还包括用于使空气流过所述静电空气净化器(100)的风扇，所述风扇由外部交流电源供电。
4.根据权利要求3所述的静电空气净化器(100)，其中，
当所述第一检测电路(201)判定有异物落入所述静电空气净化器(100)中时，所述供电切换单元(203)在所述处理单元(204)的控制下断开所述高压电路(102)与所述直流电源(103)的连接，并且断开对所述风扇的供电，经过设定时间后，所述供电切换单元(203)尝试接通所述高压电路(102)与所述直流电源(103)的连接和接通对所述风扇的供电。
5.根据权利要求4所述的静电空气净化器(100)，其中，
如果所述尝试之后经过所述的设定时间，所述第一检测电路(201)没有检测到所述直流电源(103)的电压不稳，则处理单元(204)判定故障解除；如果再次检测到所述直流电源(103)的电压不稳，则所述供电切换单元(203)在所述处理单元(204)的控制下断开所述高压电路(102)与所述直流电源(103)的连接，并且断开对所述风扇的供电，经过所述的设定时间后，所述供电切换单元(203)再次进行所述尝试。
6.根据权利要求3所述的静电空气净化器(100)，其中，
当所述第二检测电路(202)检测到有水进入所述静电空气净化器(100)中时，所述供电切换单元(203)在所述处理单元(204)的控制下断开所述高压电路(102)与所述直流电源(103)的连接，并且断开对所述风扇的供电；
当所述第二检测电路(202)检测到所述静电空气净化器(100)中没有水时，所述供电切换单元(203)接通对所述风扇的供电，并在经过设定时间后，尝试接通所述高压电路(102)与所述直流电源(103)的连接。
7.根据权利要求6所述的静电空气净化器(100)，其中，
如果所述尝试之后经过所述的设定时间，所述第一检测电路(201)没有检测到所述直流电源(103)的电压不稳，则处理单元(204)判定故障解除；如果再次检测到所述直流电源(103)的电压不稳，则所述供电切换单元(203)在所述处理单元(204)的控制下断开所述高压电路(102)与所述直流电源(103)的连接，保留对所述风扇的供电，经过所述的设定时间后，所述供电切换单元(203)再次进行所述尝试。
8.根据权利要求5或7所述的静电空气净化器(100)，其中，
所述静电空气净化器(100)还包括报警单元，
如果再次进行所述尝试失败，则所述供电切换单元(203)在所述处理单元(204)的控制下断开所述高压电路(102)与所述直流电源(103)的连接，并且断开对所述风扇的供电，并且所述处理单元(204)控制所述报警单元进行报警。
9.根据权利要求2所述的静电空气净化器(100)，其中，
所述第一检测电路(201)包括继电器(2011)，所述继电器(2011)由所述直流电源(103)供电，当所述直流电源(103)的电压不稳时，所述继电器(2011)闭合。
10.根据权利要求2所述的静电空气净化器(100)，其中，
所述第二检测电路(202)包括雨水感应开关(2021)，所述雨水感应开关(2021)包括距离很近的高电平触点和低电平触点，当雨水落在所述高电平触点和所述低电平触点之间时，所述低电平触点的电平变为高电平，表明所述静电空气净化器(100)中有水。
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